彎曲邊界上的低雷諾數(shù)不可壓縮流中的壓力差的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種彎曲邊界上低雷諾數(shù)不可壓縮流中壓力差的處理方法，該方法具體包括以下步驟，步驟S1，確認(rèn)是否滿足下列公式（1），若滿足，則執(zhí)行步驟S2，或R0<<x0，L>>R0，Re<1（1）；步驟S2，計(jì)算管道的入口截面處的體積力FA1，（2）；其中，ρ為流體密度；步驟S3，將步驟S2中的公式（2）代入下面的公式（3），得出管道的任意一截面處的體積力FA2，（3）；其中，dA表示面積元。本發(fā)明能夠方便的將彎曲邊界上的低雷諾數(shù)不可壓縮流中壓力差轉(zhuǎn)化為任意一處的體積力。
【專利說明】彎曲邊界上的低雷諾數(shù)不可壓縮流中的壓力差的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流體力學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，特別涉及一種彎曲邊界上的低雷諾數(shù)不可壓縮流中的壓力差的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)用光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)(SmoothedParticle Hydrodynamics,簡稱 SPH)模擬低雷諾數(shù)不可壓縮流時(shí)，求解驅(qū)動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)的壓力梯度是很重要的，因?yàn)閴毫υ贜avier-Stokes方程中只是表現(xiàn)為梯度。在弱可壓縮SPH (Weakly Compressible SPH,簡稱WCSPH)算法中，總壓力通常被分解為動(dòng)態(tài)壓力和靜水壓力，因此總壓力的梯度也就可以通過這兩個(gè)壓力的梯度來獲得。
[0003]對(duì)于WCSPH方法來說，模擬動(dòng)態(tài)壓力梯度是簡單而又直接的，而靜水壓力梯度通常被看作是一個(gè)體積力。Morris在1997年用WCSPH研究了低雷諾數(shù)不可壓縮流,他的測(cè)試算例是Poiseuille流和繞柱流，所得的結(jié)果與有限差分法的結(jié)果吻合得很好。劉謀斌和他的同事在2005年用有限粒子法也模擬了 Poiseuille流，結(jié)果也相當(dāng)不錯(cuò)。他們都把靜水壓力梯度(或者靜水壓力差)轉(zhuǎn)化為體積力。
[0004]對(duì)于邊界平直的低雷諾數(shù)不可壓縮流，這個(gè)轉(zhuǎn)化是簡單的，因?yàn)樵谶@些情形中，流場(chǎng)中的靜水壓力梯度是一個(gè)常數(shù)，相應(yīng)的體積力可以簡單地由入口與出口的壓力之差除以流場(chǎng)的長度來得到。然而，對(duì)于邊界彎曲的低雷諾數(shù)不可壓縮流來說，靜水壓力梯度是不均勻的，各處的靜水壓力梯度并不是常數(shù)，怎樣計(jì)算各處相應(yīng)的體積力就成了一個(gè)問題。因此，需要研究一種彎曲邊界上低雷諾數(shù)不可壓縮流中壓力差的處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在不能處理彎曲邊界上的低雷諾數(shù)不可壓縮流中的壓力差的技術(shù)問題，提供一種彎曲邊界上的低雷諾數(shù)不可壓縮流中的壓力差的處理方法。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]彎曲邊界上的低雷諾數(shù)不可壓縮流中的壓力差的處理方法，在該方法中，低雷諾數(shù)不可壓縮流在具有曲線邊界的管道內(nèi)流動(dòng)，所述的具有曲線邊界的管道為軸對(duì)稱的、非平直的并且管壁為固壁邊界的管道，且該管道的出入口兩端壓差為Λ P，其中Λ P=P1 — P2,P1為入口處的壓力、P2為出口處的壓力，并采用以X和r分別表示軸向坐標(biāo)和徑向坐標(biāo)的柱坐標(biāo)系，該方法具體包括以下步驟，
[0008]步驟SI，確認(rèn)是否滿足下列公式(I )，若滿足，則執(zhí)行步驟S2，
【權(quán)利要求】
1.一種彎曲邊界上的低雷諾數(shù)不可壓縮流中的壓力差的處理方法，其特征在于:在該方法中，低雷諾數(shù)不可壓縮流在具有曲線邊界的管道內(nèi)流動(dòng)，所述的具有曲線邊界的管道為軸對(duì)稱的、非平直的并且管壁為固壁邊界的管道，且該管道的出入口兩端壓差為Λ P，其中Λ P=P1 一 P2，Pi為入口處的壓力、ρ2為出口處的壓力，并米用以X和r分別表不軸向坐標(biāo)和徑向坐標(biāo)的柱坐標(biāo)系，該方法具體包括以下步驟， 步驟SI，確認(rèn)是否滿足下列公式(I)，若滿足，則執(zhí)行步驟S2，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲邊界上的低雷諾數(shù)不可壓縮流中的壓力差的處理方法，其特征在于:所述公式(3)是對(duì)管道內(nèi)的流體滿足連續(xù)性和運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行量級(jí)計(jì)算得出。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103473419SQ201310428268
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】梁朝湘, 張超英, 劉海燕, 黃寄洪, 冀肖榆, 時(shí)偉 申請(qǐng)人:梧州學(xué)院